The new science of strong materials

Часть
1
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART01.HTM
По
-
видимому
,
наиболее убедительно в рекламе продаваемой вещи звучат слова
"
не боится огня
"
и
"
не ломается
".
И хотя
почти все мы знаем
,
что авторы рекламы не очень объективны
,
все же реклама находит адресата
,
и всегда можно
встретить людей
,
искренне убежденных в том
,
что существуют
(
или
,
по крайней мере
,
должны существовать
)
какие
-
то
действительно неразрушающиеся предметы
.
Однако создать такие предметы невозможно
,
поскольку энергия химических
связей не бесконечна
,
и эти связи имеют определенную прочность
.
Нужно лишь
,
надежно закрепив предмет
,
достаточно
сильно на него нажать или потянуть
,
и он сломается
.
Вопрос лишь в том
,
когда
.
Следует четко усвоить
,
что прочность и жесткость не одно и то же
.
Жесткость
(
модуль Юнга
)
показывает
,
насколько
податливым является материал
.
Прочность характеризуется напряжением
,
необходимым для того
,
что бы этот материал
разрушить
.
Печенье
-
жестко
,
но непрочно
;
сталь
-
и жесткая
,
и прочная
;
нейлон
-
нежесткий
,
гибкий
,
но прочный
;
малиновое желе
-
и нежесткое
,
и непрочное
.
Вряд ли можно ожидать большей информации о свойствах твердого тела
,
если пользоваться лишь двумя его характеристиками
.
Проще всего начать с прочности на разрыв
.
Это
-
напряжение
,
необходимое для того
,
чтобы разорвать материал на части
,
разрушив все межатомные связи вдоль поверхности разрыва
.
Представьте себе стержень
,
который растягивается вдоль
оси
.
Стержень из очень прочной стали может выдержать растягивающее напряжение
300 
кг
/
мм
2
.
А вот обычный кирпич
выдержит лишь
0,4–0,6 
кг
/
мм
2
.
Следовательно
,
прочность материалов
,
используемых в технике
,
может изменяться
примерно в
1000
раз
.
Ниже приведена прочность на разрыв некоторых наиболее часто применяемых материалов
.